(57)【要約】本発明は、互いに影響し合う異なる２つの制御量Ｐｉｍ、Ｒｅｇｒを低周波数でもって制御可能な第１制御対象３５Ｄと高周波数でもって制御可能な第２制御対象５２、３３とを備える内燃機関の制御装置に関する。本発明では、第１制御対象によって第１制御量および第２制御量が変化せしめられると共に第２制御対象によって第１制御量および第２制御量が変化せしめられる。そして、本発明では、低周波数で変化する目標値に対する第１制御量の偏差の成分ΔＰｉｍＬと目標値に対する第２制御量の偏差の成分ΔＲｅｇｒＬとに対応してこれら成分を零にする操作量Ｍｖが第１制御対象に入力されると共に、高周波数で変化する目標値に対する第１制御量の偏差の成分ΔＰｉｍＨと目標値に対する第２制御量の偏差の成分ΔＲｅｇｒＨとに対応してこれら成分を零にする操作量Ｍｅｇｒ、Ｍｔｈが第２制御対象に入力される。
2012032618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに影響し合う異なる２つの制御量の１つである第１制御量を所定周波数よりも低い周波数でもって制御することができる第１制御対象と、前記制御量の残りの１つである第２制御量を所定周波数以上の周波数でもって制御することができる第２制御対象とを備える内燃機関の制御装置であって、第１制御量を変化させるために第１制御対象の動作状態が変化せしめられることによって第２制御量が変化せしめられると共に、第２制御量を変化させるために第２制御対象の動作状態が変化せしめられることによって第１制御量が変化せしめられ、第１制御対象と第２制御対象とによって第１制御量がその目標とするべき制御量である目標第１制御量に制御されると共に第２制御量がその目標とするべき制御量である目標第２制御量に制御される内燃機関の制御装置において、
目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち前記所定周波数よりも低い周波数で変化する偏差の成分と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち前記所定周波数よりも低い周波数で変化する偏差の成分とに対応してこれら成分を零にする或いは零に近づけるように第１制御対象の動作状態を変化させるための操作量が第１制御対象に入力されると共に、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち前記所定周波数以上の周波数で変化する偏差の成分と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち前記所定周波数以上の周波数で変化する偏差の成分とに対応してこれら成分を零にする或いは零に近づけるように第２制御対象の動作状態を変化させるための操作量が第２制御対象に入力される内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関が燃焼室に吸入されるガスの圧力を上昇させることができる過給機と燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって同排気ガスを燃焼室に導入することができる排気再循環装置とを備え、前記過給機が燃焼室に吸入されるガスの圧力を可変に制御することができる圧力制御手段を有すると共に前記排気再循環装置が吸気通路に導入される排気ガスの量を可変に制御することができる排気ガス量制御手段を有し、前記第１制御対象が前記過給機の圧力制御手段であり、前記第２制御対象が前記排気再循環装置の排気ガス量制御手段であり、前記第１制御量が燃焼室に吸入されるガスの圧力であり、前記第２制御量が吸気通路に導入される排気ガスの量である請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関が燃焼室に吸入されるガスの圧力を上昇させることができる過給機と燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって同排気ガスを燃焼室に導入することができる排気再循環装置と燃焼室に吸入されるガスの量を制御することができるスロットル弁とを備え、前記過給機が燃焼室に吸入されるガスの圧力を可変に制御することができる圧力制御手段を有し、前記第１制御対象が前記過給機の圧力制御手段であり、前記第２制御対象が前記スロットル弁であり、前記第１制御量が燃焼室に吸入されるガスの圧力であり、前記第２制御量が吸気通路に導入される排気ガスの量である請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関が燃焼室に吸入されるガスの圧力を上昇させることができる過給機と燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって同排気ガスを燃焼室に導入することができる排気再循環装置と燃焼室に吸入されるガスの量を制御することができるスロットル弁とを備え、前記過給機が燃焼室に吸入されるガスの圧力を可変に制御することができる圧力制御手段を有すると共に前記排気再循環装置が吸気通路に導入される排気ガスの量を可変に制御することができる排気ガス量制御手段を有し、前記第１制御対象が前記過給機の圧力制御手段であり、前記第２制御対象が前記排気再循環装置の排気ガス量制御手段と前記スロットル弁とであり、前記第１制御量が燃焼室に吸入されるガスの圧力であり、前記第２制御量が吸気通路に導入される排気ガスの量である請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
互いに影響し合う複数の制御量を制御する複数の制御対象を備え、各制御対象の動作状態の変化によって全ての制御量が変化し、各制御対象の動作状態を制御することによって各制御量をそれぞれ対応する目標制御量に制御する内燃機関の制御装置において、
それぞれ対応する目標制御量に対する実際の制御量の偏差を制御量偏差と称したときに、各制御対象が所定の速度でもって制御可能な制御量偏差の周波数に基づいて各制御対象をグルーピングするための複数の周波数範囲であって、各制御対象が所定の速度でもって制御可能な制御量偏差の周波数に基づいて各制御対象を当該周波数範囲毎にグルーピングしたときに１つのグループに制御量の総数以下の数の制御対象をグルーピングすることができる複数の周波数範囲を設定し、内燃機関の運転中に各制御量偏差から各周波数範囲に対応する成分を制御量偏差成分として抽出し、これら抽出された制御量偏差成分が各制御量偏差成分に対応する周波数範囲に対応するグループの制御対象によって零にされるように各制御対象の動作状態を制御する内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関が燃焼室に吸入されるガスの圧力を上昇させることができる過給機と燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって同排気ガスを燃焼室に導入することができる排気再循環装置と燃焼室に吸入されるガスの量を制御することができるスロットル弁とを備え、前記過給機が燃焼室に吸入されるガスの圧力を可変に制御することができる圧力制御手段を有すると共に前記排気再循環装置が吸気通路に導入される排気ガスの量を可変に制御することができる排気ガス量制御手段を有し、前記グループとして前記過給機の圧力制御手段を含むグループと前記排気再循環装置の排気ガス量制御手段とスロットル弁とを含むグループが形成され、前記複数の制御量が燃焼室に吸入されるガスの圧力と吸気通路に導入される排気ガスの量とである請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の制御装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の内燃機関は、過給機と排気再循環装置とを有する。【０００３】
過給機は、燃焼室に吸入されるガスの圧力（以下この圧力を「過給圧」という）を上昇させるものであって、吸気通路に配置されるコンプレッサと、排気通路に配置される排気タービンと、該排気タービンよりも上流側の排気通路内の排気ガスの圧力（以下この圧力を「排気圧」という）を上昇させ或いは低下させるベーンとを有する。そして、ベーンの動作状態が変化せしめられることによって（より具体的には、ベーンの開度が減少せしめられることによって）排気圧が上昇せしめられると、排気タービンの回転数が上昇し、これによって、コンプレッサの回転数も上昇し、これによって、過給圧が上昇する。一方、ベーンの動作状態が変化せしめられることによって（より具体的には、ベーンの開度が増大せしめられることによって）排気圧が低下せしめられると排気タービンの回転数が低下し、これによって、コンプレッサの回転数も低下し、これによって、過給圧が低下する。【０００４】
また、排気再循環装置（以下この装置を「ＥＧＲ装置」という）は、燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって排気ガスを燃焼室に導入するものであって、排気タービンよりも上流側の排気通路からコンプレッサよりも下流側の吸気通路まで延びる通路（以下この通路を「ＥＧＲ通路」という）と、該通路内を流れる排気ガスの流量を制御する制御弁（以下この制御弁を「ＥＧＲ制御弁」という）とを有する。そして、ＥＧＲ制御弁の動作状態が変化せしめられることによって（より具体的には、ＥＧＲ制御弁の開度が増大せしめられることによって）ＥＧＲ通路内を流れる排気ガスの流量が増大せしめられると吸気通路に導入される排気ガスの量（以下この量を「ＥＧＲガス量」という）が増大し、その結果、燃焼室に吸入されるガス中のＥＧＲガス量の割合（以下この割合を「ＥＧＲ率」という）が上昇する。一方、ＥＧＲ制御弁の動作状態が変化せしめられることによって（より具体的には、ＥＧＲ制御弁の開度が減少せしめられることによって）ＥＧＲ通路内を流れる排気ガスの流量が減少せしめられるとＥＧＲガス量が減少し、その結果、ＥＧＲ率が低下する。【０００５】
ここで、ベーンの動作状態が変化せしめられることによって排気圧が上昇せしめられると排気圧と過給圧との差が大きくなることから、ＥＧＲガス量が増大し、その結果、ＥＧＲ率が上昇する。一方、ベーンの動作状態が変化せしめられることによって排気圧が低下せしめられると排気圧と過給圧との差が小さくなることから、ＥＧＲガス量が減少し、その結果、ＥＧＲ率が低下する。このように、過給圧を変化させるためにベーンの動作状態が変化せしめられると過給圧だけでなくＥＧＲ率も変化する。【０００６】
一方、ＥＧＲ制御弁の動作状態が変化せしめられることによってＥＧＲガス量が増大せしめられると、排気圧が低下することから、過給圧が低下する。一方、ＥＧＲ制御弁の動作状態が変化せしめられることによってＥＧＲガス量が減少せしめられると、排気圧が上昇することから、過給圧が上昇する。このように、ＥＧＲガス量を変化させるためにＥＧＲ制御弁の動作状態が変化せしめられるとＥＧＲガス量だけでなく過給圧も変化する。【０００７】
そして、このようにベーンの動作状態の変化が過給圧だけでなくＥＧＲガス量にも影響し且つＥＧＲ制御弁の動作状態の変化がＥＧＲガス量だけでなく過給圧にも影響することから、特許文献１に記載の制御装置では、過給圧およびＥＧＲ率がそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御されるようにベーンの動作状態およびＥＧＲ制御弁の動作状態を変化させるためにベーンおよびＥＧＲ制御弁に入力されるべき操作量が決定されるときに、ベーンの動作状態を変化させたときにベーンの動作状態の変化がＥＧＲガス量に与える影響と、ＥＧＲ制御弁の動作状態を変化させたときにＥＧＲ制御弁の動作状態の変化が過給圧に与える影響とを考慮して上記操作量が決定される。【０００８】
すなわち、ベーンの動作状態の制御による過給圧の制御とＥＧＲ制御弁の動作状態の制御によるＥＧＲ率の制御とを協調させつつベーンおよびＥＧＲ制御弁に入力されるべき操作量が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１０００号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７２３４号公報
【特許文献３】特開平１１−６２６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、一般的に、ベーンの動作状態を変化させることによる過給圧の変化の速度は比較的遅いが、ベーンの動作状態を変化させることによって変化させることができる過給圧の変化量は比較的大きい。このため、ベーンの動作状態を変化させることによるＥＧＲガス量の変化の速度は比較的遅いが、ベーンの動作状態を変化させることによって変化させることができるＥＧＲガス量の変化量は比較的大きい。したがって、過給圧偏差が比較的ゆっくりと変化しており且つ過給圧偏差自体が比較的大きいとき、或いは、ＥＧＲ率偏差が比較的ゆっくりと変化しており且つＥＧＲ率偏差自体が比較的大きいときにベーンの動作状態を変化させることによって過給圧またはＥＧＲ率を目標過給圧または目標ＥＧＲ率に制御しようとすることは、過給圧またはＥＧＲ率を十分な追従性でもって目標過給圧または目標ＥＧＲ率に制御するという観点から有利である。【００１１】
一方、一般的に、ＥＧＲ制御弁の動作状態の変化によるＥＧＲガス量の変化の速度は比較的速いが、ＥＧＲ制御弁の動作状態を変化させることによって変化させることができるＥＧＲガス量の変化量は比較的小さい。このため、ＥＧＲ制御弁の動作状態の変化による過給圧の変化の速度は比較的速いが、ＥＧＲ制御弁の動作状態を変化させることによって変化させることができる過給圧の変化量は比較的小さい。したがって、ＥＧＲ率偏差が比較的素早く変化しており且つＥＧＲ率偏差自体が比較的小さいとき、或いは、過給圧偏差が比較的素早く変化しており且つ過給圧偏差自体が比較的小さいときにＥＧＲ制御弁の動作状態を変化させることによってＥＧＲ率または過給圧を目標ＥＧＲ率または目標過給圧に制御しようとすることは、ＥＧＲ率または過給圧を十分な追従性でもって目標ＥＧＲ率または目標過給圧に制御するという観点から有利である。【００１２】
しかしながら、実際には、過給圧偏差には、比較的ゆっくりと変化する過給圧偏差の成分と比較的素早く変化する過給圧偏差の成分とが含まれていることが多い。このため、ベーンの動作状態を変化させるだけで（或いは、ＥＧＲ制御弁の動作状態を変化させるだけで）過給圧を目標過給圧に制御しようとしても、過給圧を十分な追従性でもって目標過給圧に制御することは困難である。もちろん、ＥＧＲ率偏差には、比較的ゆっくりと変化するＥＧＲ率偏差の成分と比較的素早く変化するＥＧＲ率偏差の成分とが含まれていることが多い。このため、ＥＧＲ制御弁の動作状態を変化させるだけで（或いは、ベーンの動作状態を変化させるだけで）ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御しようとしても、ＥＧＲ率を十分な追従性でもって目標ＥＧＲ率に制御することは困難である。【００１３】
このようにベーンが十分に対応可能な過給圧偏差またはＥＧＲ率偏差には限界があるし、ＥＧＲ制御弁が十分に対応可能なＥＧＲ率偏差または過給圧偏差にも限界がある。ところが、特許文献１に記載の制御装置では、こうしたベーンおよびＥＧＲ制御弁が十分に対応可能な偏差に限界があることを考慮せずに、ベーンおよびＥＧＲ制御弁の動作状態を変化させることによって過給圧およびＥＧＲ率を目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御しようとしている。このため、特許文献１に記載の制御装置では、過給圧およびＥＧＲ率を十分な追従性でもって目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御することが困難である。【００１４】
そして、このことは、互いに影響し合う異なる２つの制御量をそれぞれ制御することができる２つの制御対象を備え、一方の制御対象が比較的低い周波数でもって制御量を制御することができ且つ他方の制御対象が比較的高い周波数でもって制御量を制御することができる内燃機関の制御装置にも当てはまる。すなわち、比較的低い周波数でもって制御量を制御することができる一方の制御対象が十分に対応可能な制御量の偏差には限界があるし、比較的高い周波数でもって制御量を制御することができる他方の制御対象が十分に対応可能な制御量の偏差にも限界がある。そして、こうした各制御対象が十分に対応可能な制御量の偏差に限界があることを考慮せずに、云い換えれば、各制御対象の特性を考慮せずに、各制御対象の動作状態を変化させることによって各制御量をそれぞれ目標制御量に制御しようとしても、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ目標制御量に制御することは困難である。【００１５】
そこで、本発明の目的は、互いに影響し合う異なる複数の制御量をそれぞれ制御することができる複数の制御対象を備え、各制御量をそれぞれ対応する目標制御量に制御する場合において、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願の１番目の発明は、互いに影響し合う異なる２つの制御量の１つである第１制御量を所定周波数よりも低い周波数でもって制御することができる第１制御対象と、前記制御量の残りの１つである第２制御量を所定周波数以上の周波数でもって制御することができる第２制御対象とを備える内燃機関の制御装置に関する。【００１７】
そして、本発明では、第１制御量を変化させるために第１制御対象の動作状態が変化せしめられることによって第２制御量が変化せしめられると共に、第２制御量を変化させるために第２制御対象の動作状態が変化せしめられることによって第１制御量が変化せしめられる。そして、本発明では、第１制御対象と第２制御対象とによって第１制御量がその目標とするべき制御量である目標第１制御量に制御されると共に第２制御量がその目標とするべき制御量である目標第２制御量に制御される。【００１８】
ここで、本発明では、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち前記所定周波数よりも低い周波数で変化する偏差の成分と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち前記所定周波数よりも低い周波数で変化する偏差の成分とに対応してこれら成分を零にする或いは零に近づけるように第１制御対象の動作状態を変化させるための操作量が第１制御対象に入力される。また、本発明では、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち前記所定周波数以上の周波数で変化する偏差の成分と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち前記所定周波数以上の周波数で変化する偏差の成分とに対応してこれら成分を零にする或いは零に近づけるように第２制御対象の動作状態を変化させるための操作量が第２制御対象に入力される。【００１９】
本発明によれば、互いに影響し合う異なる複数の制御量をそれぞれ制御することができる複数の制御対象を備え、各制御量をそれぞれ対応する目標制御量に制御する場合において、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られる。【００２０】
すなわち、例えば、制御されるべき或る特定の１つの制御量を制御することができる制御対象によって制御量をその目標制御量に制御する場合、目標制御量に対する実際の制御量の偏差（以下この偏差を「制御量偏差」という）に基づいて該制御量偏差が零になるように（すなわち、実際の制御量が目標制御量になるように）制御対象によって各制御量を制御するいわゆるフィードバック制御が行われる。【００２１】
ここで、一般的には、比較的低い周波数で変化する制御量偏差を所定の速度（この速度は比較的高い速度であって内燃機関に対して要求される特性を得るために制御量の制御速度として要求される速度である）でもって解消する（すなわち、零にする）ことができる制御対象は、比較的高い周波数で変化する制御量偏差を所定の速度でもって解消することができないことが多い。逆に、比較的高い周波数で変化する制御量偏差を所定の速度でもって解消することができる制御対象は、比較的低い周波数で変化する制御量偏差を所定の速度でもって解消することができないことが多い。【００２２】
したがって、制御対象が比較的低い周波数で変化する制御量偏差を所定の速度でもって解消することができる制御対象である場合において、制御量偏差が比較的高い周波数でもって変化しているときには、制御対象によって実際の制御量を目標制御量に所定の目標制御量追従性でもって制御することができない。一方、制御対象が比較的高い周波数で変化する制御量偏差を所定の速度でもって解消することができる制御対象である場合において、制御量偏差が比較的低い周波数でもって変化しているときには、制御対象によって実際の制御量を目標制御量に所定の目標制御量追従性でもって制御することができない。【００２３】
また、制御量偏差には比較的低い周波数で変化する制御量偏差の成分と比較的高い周波数で変化する制御量偏差の成分とが同時に含まれていることが多い。【００２４】
したがって、制御対象が比較的低い周波数で変化する制御量偏差を所定の速度でもって解消することができる制御対象である場合、比較的低い周波数で変化する制御量偏差の成分を当該制御対象によって解消することはできるが、比較的高い周波数で変化する制御量偏差の成分を当該制御対象によって解消することはできない。すなわち、この場合、比較的高い周波数で変化する制御量偏差の成分が解消されずに必ず残ってしまう。一方、制御対象が比較的高い周波数で変化する制御量偏差を所定の速度でもって解消することができる制御対象である場合、比較的高い周波数で変化する制御量偏差の成分を当該制御対象によって解消することはできるが、比較的低い周波数で変化する制御量偏差の成分を当該制御対象によって解消することはできない。すなわち、この場合、比較的低い周波数で変化する制御量偏差の成分が解消されずに必ず残ってしまう。【００２５】
ここで、本発明の制御装置の第１制御対象は、第１制御量を所定周波数よりも低い周波数でもって制御することができる。そして、第２制御量は、第１制御対象が第１制御量を変化させることによって変化せしめられるのであるから、結果的に、第１制御対象は、第２制御量を所定周波数よりも低い周波数でもって制御することができることになる。そして、本発明の制御装置では、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち所定周波数よりも低い周波数で変化する偏差と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち所定周波数よりも低い周波数で変化する偏差とに対応して第１制御量および第２制御量をそれぞれ目標第１制御量および目標第２制御量に向かって変化させるために第１制御対象の動作状態を変化させるための操作量が第１制御対象に入力される。これによれば、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち比較的低い周波数で変化する偏差の成分と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち比較的低い周波数で変化する偏差の成分とが第１制御対象によって解消される。【００２６】
さらに、本発明の制御装置の第２制御対象は、第２制御量を所定周波数以上の周波数でもって制御することができる。そして、第１制御量は、第２制御対象が第２制御量を変化させることによって変化せしめられるのであるから、結果的に、第２制御対象は、第１制御量を所定周波数以上の周波数でもって制御することができることになる。そして、本発明の制御装置では、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち所定周波数以上の周波数で変化する偏差と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち所定周波数以上の周波数で変化する偏差とに対応して第１制御量および第２制御量をそれぞれ目標第１制御量および目標第２制御量に向かって変化させるために第２制御対象の動作状態を変化させるための操作量が第２制御対象に入力される。これによれば、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち比較的高い周波数で変化する偏差の成分と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち比較的高い周波数で変化する偏差の成分とが第２制御対象によって解消される。【００２７】
このように本発明では、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち比較的低い周波数で変化する偏差の成分も比較的高い周波数で変化する偏差の成分も解消され、また、目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち比較的低い周波数で変化する偏差の成分も比較的高い周波数で変化する偏差の成分も解消される。【００２８】
したがって、本発明によれば、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られるのである。【００２９】
また、本願の２番目の発明では、上記１番目の発明において、内燃機関が燃焼室に吸入されるガスの圧力を上昇させることができる過給機と燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって同排気ガスを燃焼室に導入することができる排気再循環装置とを備える。【００３０】
そして、本発明では、前記過給機が燃焼室に吸入されるガスの圧力を可変に制御することができる圧力制御手段を有すると共に前記排気再循環装置が吸気通路に導入される排気ガスの量を可変に制御することができる排気ガス量制御手段を有する。さらに、前記第１制御対象が前記過給機の圧力制御手段であり、前記第２制御対象が前記排気再循環装置の排気ガス量制御手段であり、前記第１制御量が燃焼室に吸入されるガスの圧力であり、前記第２制御量が吸気通路に導入される排気ガスの量である。【００３１】
本発明によれば、燃焼室に吸入されるガスの圧力と吸気通路に導入される排気ガスの量といった互いに影響し合う制御量を過給機の圧力制御手段と排気再循環装置の排気ガス量制御手段とによってそれぞれ対応する目標制御量に制御する場合であっても、１番目の発明の効果に関連して説明した理由と同じ理由から、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られる。【００３２】
また、本願の３番目の発明では、上記１番目の発明において、内燃機関が燃焼室に吸入されるガスの圧力を上昇させることができる過給機と燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって同排気ガスを燃焼室に導入することができる排気再循環装置と燃焼室に吸入されるガスの量を制御することができるスロットル弁とを備える。【００３３】
そして、本発明では、前記過給機が燃焼室に吸入されるガスの圧力を可変に制御することができる圧力制御手段を有する。さらに、前記第１制御対象が前記過給機の圧力制御手段であり、前記第２制御対象が前記スロットル弁であり、前記第１制御量が燃焼室に吸入されるガスの圧力であり、前記第２制御量が吸気通路に導入される排気ガスの量である。【００３４】
本発明によれば、燃焼室に吸入されるガスの圧力と吸気通路に導入される排気ガスの量といった互いに影響し合う制御量を過給機の圧力制御手段とスロットル弁とによってそれぞれ対応する目標制御量に制御する場合であっても、１番目の発明の効果に関連して説明した理由と同じ理由から、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られる。【００３５】
また、本願の４番目の発明では、上記１番目の発明において、内燃機関が燃焼室に吸入されるガスの圧力を上昇させることができる過給機と燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって同排気ガスを燃焼室に導入することができる排気再循環装置と燃焼室に吸入されるガスの量を制御することができるスロットル弁とを備える。【００３６】
そして、本発明では、前記過給機が燃焼室に吸入されるガスの圧力を可変に制御することができる圧力制御手段を有すると共に前記排気再循環装置が吸気通路に導入される排気ガスの量を可変に制御することができる排気ガス量制御手段を有する。さらに、前記第１制御対象が前記過給機の圧力制御手段であり、前記第２制御対象が前記排気再循環装置の排気ガス量制御手段と前記スロットル弁とであり、前記第１制御量が燃焼室に吸入されるガスの圧力であり、前記第２制御量が吸気通路に導入される排気ガスの量である。【００３７】
本発明によれば、燃焼室に吸入されるガスの圧力と吸気通路に導入される排気ガスの量といった互いに影響し合う制御量を過給機の圧力制御手段と排気再循環装置の排気ガス量制御手段とスロットル弁とによってそれぞれ対応する目標制御量に制御する場合であっても、１番目の発明の効果に関連して説明した理由と同じ理由から、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られる。【００３８】
さらに、本発明によれば、より確実に、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られる。【００３９】
すなわち、内燃機関が互いに影響し合う２つの制御量（すなわち、燃焼室に吸入されるガスの圧力、および、吸気通路に導入される排気ガスの量）を制御する３つの制御対象（すなわち、過給機の圧力制御手段、排気再循環装置の排気ガス量制御手段、および、スロットル弁）を備え、各制御対象の動作状態の変化によって全ての制御量が変化する（云い換えれば、いずれか１つの制御対象の動作状態を変化させることによって全ての制御量が変化する）場合に、第１制御量偏差と第２制御量偏差とを同時に零にするための制御対象の動作状態の変更量（以下この変更量を「目標変更量」という）を決定したとき、２つの制御量偏差に基づいて３つの目標変更量を決定したことになる。すなわち、第１制御量偏差と第２制御量偏差といった２つの制御量偏差に基づいて圧力制御手段の動作状態の目標変更量と排気ガス量制御手段の動作状態の変更量とスロットル弁の動作状態の変更量といった３つの目標変更量を決定したことになる。ところが、このように目標変更量の決定の基になる制御量偏差の数が制御対象の数よりも少ない場合、各制御量偏差を零にすることができる目標変更量の組合せとして複数の組合せが算出されることがある。この場合、いずれの組合せが最適であるのかを判断する必要がある。しかしながら、いずれの組合せが最適であるのかを判断することが困難である場合があり、この場合、目標変更量の算出が困難であると言える。また、いずれの組合せが最適であるのかを判断することができたとしても、いずれの組合せが最適であるのかを判断する分だけ目標変更量の算出負荷が高くなるし目標変更量の算出に長い時間を要する場合があり、この場合、各制御量の制御速度が遅くなってしまう。【００４０】
一方、本発明では、１つの制御対象を含むグループ（すなわち、過給機の圧力制御手段を含むグループ）と２つの制御対象を含むグループ（すなわち、排気再循環装置の排気ガス量制御手段とスロットル弁とを含むグループ）とが形成されると捉えることができる。そして、内燃機関の運転中に、一方のグループにグルーピングされた過給機の圧力制御手段が制御することができる周波数（すなわち、所定周波数よりも低い周波数）に対応する第１制御量偏差の成分と第２制御量偏差の成分とが抽出されると共に、他方のグループにグルーピングされた排気再循環装置の排気ガス量制御手段とスロットル弁とが制御することができる周波数（すなわち、所定周波数以上の周波数）に対応する第１制御量偏差の成分と第２制御量偏差の成分とが抽出される。すなわち、これによれば、１つの制御量偏差から２つの制御量偏差の成分が制御量偏差成分として抽出される。そして、これら抽出された制御量偏差成分が各制御量偏差成分に対応する周波数に対応するグループの制御対象によって零にされるように各制御対象の動作状態が制御される。【００４１】
すなわち、過給機の圧力制御手段を含むグループに関しては、所定周波数よりも低い周波数の第１制御量偏差の成分と第２制御量偏差の成分といった２つの制御量偏差成分に基づいて圧力制御手段の動作状態の目標変更量といった１つの制御対象の動作状態の目標変更量が決定される。云い換えれば、圧力制御手段の動作状態の目標変更量の決定の基となる制御量偏差成分の数が該制御量偏差成分を補償する（すなわち、零にする）ために用いられる制御対象（すなわち、圧力制御手段）の数よりも多い。この場合、圧力制御手段の動作状態の目標変更量として複数の目標変更量が算出されることが抑制されるので、いずれの目標変更量が最適であるかを判断する必要がない。【００４２】
一方、排気再循環装置の排気ガス量制御手段とスロットル弁とを含むグループに関しては、所定周波数以上の周波数の第１制御量偏差の成分と第２制御量偏差の成分といった２つの制御量偏差成分に基づいて排気ガス量制御手段の動作状態の目標変更量とスロットル弁の動作状態の目標変更量といった２つの制御対象の動作状態の目標変更量が決定される。云い換えれば、排気ガス量制御手段の動作状態の目標変更量およびスロットル弁の動作状態の目標変更量の決定の基となる制御量偏差成分の数が該制御量偏差成分を補償する（すなわち、零にする）ために用いられる制御対象（すなわち、排気ガス量制御手段とスロットル弁）の数に等しい。この場合、排気ガス量制御手段の動作状態の目標変更量とスロットル弁の動作状態の目標変更量との組合せとして複数の組合せが算出されることが抑制されるので、いずれの目標変更量が最適であるかを判断する必要がない。【００４３】
したがって、本発明によれば、より確実に、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られるのである。【００４４】
また、本願の５番目の発明は、互いに影響し合う複数の制御量を制御する複数の制御対象を備え、各制御対象の動作状態の変化によって全ての制御量が変化し、各制御対象の動作状態を制御することによって各制御量をそれぞれ対応する目標制御量に制御する内燃機関の制御装置に関する。【００４５】
そして、本発明では、それぞれ対応する目標制御量に対する実際の制御量の偏差を制御量偏差と称したときに、各制御対象が所定の速度でもって制御可能な制御量偏差の周波数に基づいて各制御対象をグルーピングするための複数の周波数範囲であって、各制御対象が所定の速度でもって制御可能な制御量偏差の周波数に基づいて各制御対象を当該周波数範囲毎にグルーピングしたときに１つのグループに制御量の総数以下の数の制御対象をグルーピングすることができる複数の周波数範囲が設定される。さらに、本発明では、内燃機関の運転中に各制御量偏差から各周波数範囲に対応する成分が制御量偏差成分として抽出される。そして、本発明では、これら抽出された制御量偏差成分が各制御量偏差成分に対応する周波数範囲に対応するグループの制御対象によって零にされるように各制御対象の動作状態が制御される。【００４６】
本発明によれば、互いに影響し合う異なる複数の制御量をそれぞれ制御することができる複数の制御対象を備え、各制御量をそれぞれ対応する目標制御量に制御する場合、すなわち、制御量が互いに影響し合うことから各制御量をそれぞれ対応する目標制御量に制御するためには各制御対象の動作状態の制御を互いに協調させつつ行う必要がある場合において、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られる。【００４７】
すなわち、例えば、内燃機関が互いに影響し合う２つの制御量を制御する３つの制御対象を備え、各制御対象の動作状態の変化によって全ての制御量が変化する（云い換えれば、いずれか１つの制御対象の動作状態を変化させることによって全ての制御量が変化する）場合に、それぞれ対応する目標制御量に対する制御量の偏差（すなわち、制御量偏差）を同時に零にするための制御対象の動作状態の変更量（以下この変更量を「目標変更量」という）を決定したとき、２つの制御量偏差に基づいて３つの目標変更量を決定したことになる。ところが、このように目標変更量の決定の基となる制御量偏差の数が制御対象の数よりも少ない場合、各制御量偏差を零にすることができる目標変更量の組合せとして複数の組合せが算出されることがある。この場合、いずれの組合せが最適であるのかを判断する必要がある。しかしながら、いずれの組合せが最適であるのかを判断することが困難である場合があり、この場合、目標変更量の算出が困難であると言える。また、いずれの組合せが最適であるのかを判断することができたとしても、いずれの組合せが最適であるのかを判断する分だけ目標変更量の算出負荷が高くなるし目標変更量の算出に長い時間を要する場合があり、この場合、各制御量の制御速度が遅くなってしまう。【００４８】
一方、本発明では、内燃機関が互いに影響し合う２つの制御量を制御する３つの制御対象を備え、各制御対象の動作状態の変化によって全ての制御量が変化する場合には、例えば、１つの制御対象を含むグループと２つの制御対象を含むグループとを形成することができる２つの周波数範囲（すなわち、少なくとも２つのグループを形成することができる２つの周波数範囲）が設定される。そして、内燃機関の運転中に各周波数範囲に対応する各制御量偏差の成分が制御量偏差成分として抽出される。すなわち、これによれば、１つの制御量偏差から２つの制御量偏差成分がそれぞれ抽出される。そして、これら抽出された制御量偏差成分が各制御量偏差成分に対応する周波数範囲に対応するグループの制御対象によって零にされるように各制御対象の動作状態が制御される。【００４９】
すなわち、１つの制御対象を含むグループに関しては、２つの制御量偏差成分に基づいて１つの制御対象の動作状態の目標変更量が決定される。云い換えれば、目標変更量の決定の基となる制御量偏差成分の数が該制御量偏差成分を補償する（すなわち、零にする）ために用いられる制御対象の数よりも多い。この場合、目標変更量として複数の目標変更量が算出されることが抑制されるので、いずれの目標変更量が最適であるかを判断する必要がない。【００５０】
一方、２つの制御対象を含むグループに関しては、２つの制御量偏差成分に基づいて２つの制御対象の動作状態の目標変更量が決定される。云い換えれば、目標変更量の決定の基となる制御量偏差成分の数が該制御量偏差成分を補償する（すなわち、零にする）ために用いられる制御対象の数に等しい。この場合、目標変更量の組合せとして複数の組合せが算出されることが抑制されるので、いずれの目標変更量の組合せが最適であるかを判断する必要がない。【００５１】
したがって、本発明によれば、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られるのである。【００５２】
また、本願の６番目の発明では、上記５番目の発明において、内燃機関が燃焼室に吸入されるガスの圧力を上昇させることができる過給機と燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって同排気ガスを燃焼室に導入することができる排気再循環装置と燃焼室に吸入されるガスの量を制御することができるスロットル弁とを備える。【００５３】
そして、本発明では、前記過給機が燃焼室に吸入されるガスの圧力を可変に制御することができる圧力制御手段を有すると共に前記排気再循環装置が吸気通路に導入される排気ガスの量を可変に制御することができる排気ガス量制御手段を有する。さらに、前記グループとして前記過給機の圧力制御手段を含むグループと前記排気再循環装置の排気ガス量制御手段とスロットル弁とを含むグループが形成される。そして、前記複数の制御量が燃焼室に吸入されるガスの圧力と吸気通路に導入される排気ガスの量とである。【００５４】
本発明によれば、燃焼室に吸入されるガスの圧力と吸気通路に導入される排気ガスの量といった互いに影響し合う制御量を過給機の圧力制御手段と排気再循環装置の排気ガス量制御手段とスロットル弁とによってそれぞれ対応する目標制御量に制御する場合であっても、５番目の発明の効果に関連して説明した理由と同じ理由から、各制御量を十分な追従性でもってそれぞれ対応する目標制御量に制御することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の制御装置が適用された内燃機関の全体図である。
【図２】図１に示されている内燃機関の過給機の排気タービンを示した図である。
【図３】（Ａ）は機関回転数と機関負荷とに基づいて目標過給圧を設定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は機関回転数と機関負荷とに基づいて目標酸素濃度を設定するために利用されるマップを示した図である。
【図４】本発明の第１実施形態に従った目標ベーン操作量および目標ＥＧＲ制御弁操作量の設定を模式的に示した図である。
【図５】本発明の別の実施形態に従った目標ベーン操作量および目標ＥＧＲ制御弁操作量の設定を模式的に示した図である。
【図６】本発明の第１実施形態に従った目標ベーン操作量および目標ＥＧＲ制御弁操作量の設定を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図７】本発明の第２実施形態に従った目標ベーン操作量、目標ＥＧＲ制御弁操作量、および、目標スロットル弁操作量の設定を模式的に示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態に従った目標ベーン操作量、目標ＥＧＲ制御弁操作量、および、目標スロットル弁操作量の設定を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の制御装置が適用された内燃機関１０を示している。内燃機関１０は、内燃機関の本体（以下「機関本体」という）２０と、該機関本体の４つの燃焼室にそれぞれ対応して配置された燃料噴射弁２１と、該燃料噴射弁２１に燃料供給管２３を介して燃料を供給する燃料ポンプ２２とを具備する。また、内燃機関１０は、外部から燃焼室に空気を供給する吸気系３０と、燃焼室から排出される排気ガスを外部に排出する排気系４０とを具備する。また、内燃機関１０は、圧縮自着火式の内燃機関（いわゆる、ディーゼルエンジン）である。
【００５７】
吸気系３０は、吸気枝管３１と吸気管３２とを有する。なお、以下の説明において、吸気系３０を「吸気通路」と称することもある。吸気枝管３１の一方の端部（すなわち、枝部）は、各燃焼室に対応して機関本体２０内に形成された吸気ポート（図示せず）に接続されている。一方、吸気枝管３１の他方の端部は、吸気管３２に接続されている。吸気管３２内には、該吸気管内を流れる空気の量を制御するスロットル弁３３が配置されている。さらに、吸気管３２には、該吸気管内を流れる空気を冷却するインタークーラ３４が配置されている。さらに、吸気管３２の外部を臨む端部には、エアクリーナ３６が配置されている。
【００５８】
なお、スロットル弁３３は、その動作状態（具体的には、その開度であって、以下この開度を「スロットル弁開度」という）が制御されることによって燃焼室に吸入されるガスの量を可変に制御することができる。
【００５９】
一方、排気系４０は、排気枝管４１と排気管４２とを有する。なお、以下の説明において、排気系４０を「排気通路」と称することもある。排気枝管４１の一方の端部（すなわち、枝部）は、各燃焼室に対応して機関本体２０内に形成された排気ポート（図示せず）に接続されている。一方、排気枝管４１の他方の端部は、排気管４２に接続されている。排気管４２には、排気ガス中の特定成分を浄化する排気浄化触媒４３Ａを内蔵した触媒コンバータ４３が配置されている。
【００６０】
また、内燃機関１０は、過給機３５を具備する。過給機３５は、インタークーラ３４よりも上流の吸気管３２内に配置されるコンプレッサ３５Ａと、触媒コンバータ４３よりも上流の排気管４２内に配置される排気タービン３５Ｂとを有する。排気タービン３５Ｂは、図２に示されているように、排気タービン本体３５Ｃと翼状の複数のベーン３５Ｄとを有する。
【００６１】
排気タービン３５Ｂ（厳密には、排気タービン本体３５Ｃ）は、シャフト（図示せず）を介してコンプレッサ３５Ａに接続されている。排気タービン本体３５Ｃが排気ガスによって回転せしめられると、その回転がシャフトを介してコンプレッサ３５Ａに伝達され、これによって、コンプレッサ３５Ａが回転せしめられる。このコンプレッサ３５Ａの回転によってコンプレッサよりも下流の吸気管３２内のガスが圧縮せしめられ、その結果、同ガスの圧力（以下この圧力を「過給圧」という）が上昇せしめられる。
【００６２】
一方、ベーン３５Ｄは、排気タービン本体３５Ｃを包囲するように該排気タービン本体の回転中心軸線Ｒ１を中心として放射状に等角度間隔で配置されている。また、各ベーン３５Ｄは、図２に符号Ｒ２で示されているそれぞれ対応する軸線周りで回動可能に配置されている。そして、各ベーン３５Ｄが延在している方向（すなわち、図２に符号Ｅで示されている方向）を「延在方向」と称し、排気タービン本体３５Ｃの回転中心軸線Ｒ１とベーン３５Ｄの回動軸線Ｒ２とを結ぶ線（すなわち、図２に符号Ａで示されている線）を「基準線」と称したとき、各ベーン３５Ｄは、その延在方向Ｅとそれに対応する基準線Ａとがなす角度が全てのベーン３５Ｄに関して等しくなるように回動せしめられる。そして、各ベーン３５Ｄがその延在方向Ｅとそれに対応する基準線Ａとがなす角度が小さくなるように、すなわち、隣り合うベーン３５Ｄ間の流路面積が小さくなるように回動せしめられると、排気タービン本体３５Ｃよりも上流の排気通路４０内の圧力（以下この圧力を「排気圧」という）が高くなり、その結果、排気タービン本体３５Ｃに供給される排気ガスの流速が速くなる。このため、排気タービン本体３５Ｃの回転速度が速くなり、その結果、コンプレッサ３５Ａの回転速度も速くなり、したがって、吸気管３２内を流れるガスがコンプレッサ３５Ａによって大きく圧縮されることになる。このため、各ベーン３５Ｄの延在方向Ｅとそれに対応する基準線とがなす角度（以下この角度を「ベーン開度」という）が小さくなるほど、コンプレッサ３５Ａによって吸気管３２内を流れるガスが圧縮される程度が大きくなる（すなわち、過給圧が高くなる）。
【００６３】
したがって、過給機３５は、ベーン３５Ｄの動作状態（具体的には、ベーン開度）を制御することによって過給圧を可変に制御することができる。
【００６４】
また、内燃機関１０は、排気再循環装置（以下これを「ＥＧＲ装置」という）５０を具備する。ＥＧＲ装置５０は、排気再循環管（以下これを「ＥＧＲ通路」という）５１を有する。ＥＧＲ通路５１の一端は、排気枝管４１に接続されている。すなわち、ＥＧＲ通路５１の一端は、排気タービン３５Ｂよりも上流の排気通路４０の部分に接続されている。一方、ＥＧＲ通路５１の他端は、吸気枝管３１に接続されている。すなわち、ＥＧＲ通路５１の他端は、コンプレッサ３５Ａよりも下流の吸気通路の部分に接続されている。また、ＥＧＲ通路５１には、該ＥＧＲ通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気再循環制御弁（以下この排気再循環制御弁を「ＥＧＲ制御弁」という）５２が配置されている。内燃機関１０では、ＥＧＲ制御弁５２の開度（以下この開度を「ＥＧＲ制御弁開度」という）が大きいほど、ＥＧＲ通路５１内を流れる排気ガスの流量が多くなる。さらに、ＥＧＲ通路５１には、該ＥＧＲ通路内を流れる排気ガスを冷却する排気再循環クーラ５３が配置されている。
【００６５】
なお、ＥＧＲ装置５０は、ＥＧＲ制御弁５２の動作状態（具体的には、ＥＧＲ制御弁５２の開度であって、以下この開度を「ＥＧＲ制御弁開度」という）を制御することによってＥＧＲ通路５１を介して吸気通路３０に導入される排気ガス（以下この排気ガスを「ＥＧＲガス」という）の量を可変に制御することができる。
【００６６】
また、エアクリーナ３６よりも下流であってコンプレッサ３５Ａよりも上流の吸気管３２には、該吸気管内を流れる空気の流量を検出するエアフローメータ７１が取り付けられている。また、吸気枝管３１には、該吸気枝管内のガスの圧力（すなわち、過給圧）を検出する圧力センサ（以下「過給圧センサ」という）７２が取り付けられている。また、機関本体２０には、クランクシャフトの回転位相を検出するクランクポジションセンサ７４が取り付けられている。
【００６７】
また、内燃機関１０は、電子制御装置６０を具備する。電子制御装置６０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）６１と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）６２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３と、バックアップＲＡＭ（Ｂａｃｋ  ｕｐ  ＲＡＭ）６４と、インターフェース６５とを有する。インターフェース６５には、燃料噴射弁２１、燃料ポンプ２２、スロットル弁３３、ベーン３５Ｄ、および、ＥＧＲ制御弁５２が接続されており、これらの動作を制御する制御信号がインターフェース６５を介して電子制御装置６０から与えられる。また、インターフェース６５には、エアフローメータ７１、過給圧センサ７２、クランクポジションセンサ７４、および、アクセルペダルＡＰの開度（すなわち、アクセルペダルＡＰの踏込量であって、以下これを「アクセルペダル開度」という）を検出するアクセルペダル開度センサ７５も接続されており、エアフローメータ７１によって検出された流量に対応する信号、過給圧センサ７２によって検出された圧力に対応する信号、クランクポジションセンサ７４によって検出されたクランクシャフトの回転位相に対応する信号、および、アクセルペダル開度センサ７５によって検出されたアクセルペダルＡＰの踏込量に対応する信号がインターフェース６５に入力される。
【００６８】
なお、過給圧センサ７２によって検出された圧力に対応する信号に基づいて過給圧が電子制御装置６０によって算出され、クランクポジションセンサ７４によって検出されたクランクシャフトの回転位相に対応する信号に基づいて機関回転数（すなわち、内燃機関１０の回転数）が電子制御装置６０によって算出され、アクセルペダル開度センサ７５によって検出されたアクセルペダルＡＰの踏込量に対応する信号に基づいてアクセルペダル開度が電子制御装置６０によって算出される。
【００６９】
ところで、本実施形態（以下「第１実施形態」という）では、後述するように設定される過給圧の目標値（以下この目標値を「目標過給圧」という）に実際の過給圧（以下この過給圧を「実過給圧」ともいう）が制御される。また、燃焼室に吸入されるガスの量に対する同ガス中に含まれるＥＧＲガスの量の比を「ＥＧＲ率」と称したとき、本実施形態では、後述するように設定されるＥＧＲ率の目標値（以下この目標値を「目標ＥＧＲ率」という）に実際のＥＧＲ率（以下このＥＧＲ率を「実ＥＧＲ率」ともいう）が制御される。
【００７０】
次に、第１実施形態に従った目標過給圧および目標ＥＧＲ率の設定について説明する。なお、以下の説明において、「機関運転状態」は「内燃機関１０の運転状態」であり、「機関負荷」は「内燃機関１０の負荷」であり、「機関回転数」は「内燃機関１０の回転数」であり、「機関運転中」は「内燃機関１０の運転中」である。
【００７１】
第１実施形態では、目標とすべき過給圧が実験等によって予め求められ、これら過給圧が図３（Ａ）に示されているように機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数のマップの形で目標過給圧ＴＰｉｍとして電子制御装置６０に記憶されている。そして、機関運転中、機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて図３（Ａ）のマップから目標過給圧ＴＰｉｍが取得される（すなわち、設定される）。
【００７２】
また、目標とすべき吸入ガス中の酸素濃度が実験等によって予め求められ、これら酸素濃度が図３（Ｂ）に示されているように機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数のマップの形で目標酸素濃度ＴＯ２として電子制御装置６０に記憶されている。そして、機関運転中、機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて図３（Ｂ）のマップから目標酸素濃度ＴＯ２が取得される。
【００７３】
そして、実過給圧が目標過給圧ＴＰｉｍに制御されているとしたときに吸気ガス中の実際の酸素濃度（以下この酸素濃度を「実酸素濃度」ともいう）を目標酸素濃度ＴＯ２にすることができるＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率として算出される。別の云い方をすれば、目標過給圧ＴＰｉｍｓと目標酸素濃度ＴＯ２とに基づいて目標ＥＧＲ率が算出される（すなわち、設定される）。
【００７４】
次に、実際の過給圧を上述したように設定された目標過給圧に制御し且つ実際のＥＧＲ率を上述したように設定された目標ＥＧＲ率に制御するために、ベーンに入力されるべき操作量（以下この操作量を「目標ベーン操作量」という）およびＥＧＲ制御弁に入力されるべき操作量（以下この操作量を「目標ＥＧＲ制御弁操作量」という）の設定について説明する。
【００７５】
第１実施形態では、現在の実際の過給圧（以下この過給圧を「実過給圧」ともいう）と現在の実際のＥＧＲ率（以下このＥＧＲ率を「実ＥＧＲ率」ともいう）が取得される。そして、上述したように図３（Ａ）のマップから取得された目標過給圧ＴＰｉｍに対する上記取得された実過給圧の偏差（以下この偏差を「過給圧偏差」という）が算出されると共に、上述したように算出された目標ＥＧＲ率に対する実ＥＧＲ率の偏差（以下この偏差を「ＥＧＲ率偏差」という）が算出される。
【００７６】
そして、図４に示されているように、上記算出された過給圧偏差ΔＰｉｍから低周波フィルタによって所定周波数よりも低い周波数の過給圧偏差の成分（以下この成分を「低周波過給圧偏差成分」という）ΔＰｉｍＬが抽出されると共に、上記算出されたＥＧＲ率偏差ΔＲｅｇｒから低周波フィルタによって所定周波数よりも低い周波数のＥＧＲ率偏差の成分（以下この成分を「低周波ＥＧＲ率偏差成分」という）ΔＲｅｇｒＬが抽出される。云い換えれば、上記算出された過給圧偏差に含まれる過給圧偏差の成分のうち単位時間当たりの変化率が比較的小さい成分が抽出されると共に、上記算出されたＥＧＲ率偏差に含まれるＥＧＲ率偏差の成分のうち単位時間当たりの変化率が比較的小さい成分が抽出される。
【００７７】
そして、図４に示されているように、上記算出された過給圧偏差ΔＰｉｍから上記抽出された低周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＬを差し引くことによって所定周波数以上の周波数の過給圧偏差の成分（以下この成分を「高周波過給圧偏差成分」という）ΔＰｉｍＨが抽出されると共に、上記算出されたＥＧＲ率偏差ΔＲｅｇｒから上記抽出された低周波ＥＧＲ率偏差ΔＲｅｇｒＬを差し引くことによって所定周波数以上の周波数のＥＧＲ率偏差の成分（以下この成分を「高周波ＥＧＲ率偏差成分」という）ΔＲｅｇｒＨが抽出される。云い換えれば、上記算出された過給圧偏差に含まれる過給圧偏差の成分のうち単位時間当たりの変化率が比較的大きい成分が抽出されると共に、上記算出されたＥＧＲ率偏差に含まれるＥＧＲ率偏差の成分のうち単位時間当たりの変化率が比較的大きい成分が抽出される。
【００７８】
そして、図４に示されているように、上記抽出された低周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＬと上記抽出された低周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＬとに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のベーン開度を変更させるべき量（以下この量を「目標ベーン開度変更量」という）Ｄｖが算出される（すなわち、低周波過給圧偏差成分と低周波ＥＧＲ率偏差成分とがこれらに対応する目標ベーン開度変更量に変換される）と共に、上記抽出された高周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＨと上記抽出された高周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＨとに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のＥＧＲ制御弁開度を変化させるべき量（以下この量を「目標ＥＧＲ制御弁開度変更量」という）Ｄｅｇｒが算出される（すなわち、高周波過給圧偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分とがこれらに対応する目標ＥＧＲ制御弁開度変更量に変換される）。
【００７９】
そして、図４に示されているように、上記算出された目標ベーン開度変更量Ｄｖだけ現在のベーン開度を変更するためにベーンに入力されるべき操作量Ｍｖが算出されて該操作量が目標ベーン操作量に設定される（すなわち、目標ベーン開度変更量Ｄｖが目標ベーン操作量Ｍｖに変換される）と共に、上記算出された目標ＥＧＲ制御弁開度変更量だけ現在のＥＧＲ制御弁開度を変更するためにＥＧＲ制御弁に入力されるべき操作量Ｍｅｇｒが算出されて該操作量が目標ＥＧＲ制御弁操作量に設定される（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量Ｄｅｇｒが目標ＥＧＲ制御弁操作量Ｍｅｇｒに変換される）。斯くして、第１実施形態では、目標ベーン操作量および目標ＥＧＲ制御弁操作量が設定される。
【００８０】
このように設定された目標ベーン操作量および目標ＥＧＲ制御弁操作量がそれぞれベーンおよびＥＧＲ制御弁に入力されることによって、過給圧およびＥＧＲ率を十分な追従性でもってそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御することができる。
【００８１】
次に、第１実施形態に従って設定される目標ベーン操作量および目標ＥＧＲ制御弁操作量がそれぞれベーンおよびＥＧＲ制御弁に入力されることによって、過給圧およびＥＧＲ率を十分な追従性でもってそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御することができる理由について説明する。
【００８２】
上述したように、ＥＧＲ制御弁開度が増大されるとＥＧＲガス量が増大し、その結果、ＥＧＲ率が上昇し、ＥＧＲ制御弁開度が減少されるとＥＧＲガス量が減少し、その結果、ＥＧＲ率が低下する。ここで、本願の発明者の研究によって、ＥＧＲ制御弁開度の変更によるＥＧＲガス量の制御、云い換えれば、ＥＧＲ制御弁開度の変更によるＥＧＲ率の制御には、比較的短時間のうちに変化するＥＧＲ率偏差を補償すること（すなわち、実ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に到達させることによってＥＧＲ率偏差を零にすること）ができると共に比較的大きなＥＧＲ率偏差を補償することができるという特性があることが判明した。
【００８３】
したがって、目標ＥＧＲ率が変更されてＥＧＲ率偏差が変化したとき或いは目標ＥＧＲ率に制御されていた実ＥＧＲ率が何らかの影響で目標ＥＧＲ率からずれてＥＧＲ率偏差が発生したとき、ＥＧＲ制御弁開度の変更によってＥＧＲ率偏差を十分に補償することができるはずである。
【００８４】
しかしながら、上述したように、ベーン開度が変更されるとこのベーン開度の変更に起因してＥＧＲ率も変化する。そして、実際には、ＥＧＲ制御弁開度の変更によるＥＧＲ率の制御が行われているときにはベーン開度の変更による過給圧の制御が行われるのであるから、ＥＧＲ率偏差が発生したときにＥＧＲ制御弁開度の変更のみによってＥＧＲ率を変化させることを前提に設定されたＥＧＲ制御弁操作量がＥＧＲ制御弁に入力されたとしても、ベーン開度の変更に起因するＥＧＲ率の変化が生じていることから、ＥＧＲ率偏差が補償されない（すなわち、ＥＧＲ率偏差が零に収束しない）か、或いは、ＥＧＲ率偏差が十分な速度でもって補償されないことになる。したがって、ＥＧＲ率偏差を確実に補償し或いは十分な速度でもって補償するためには、ＥＧＲ率偏差が発生したときにベーン開度の変更に起因するＥＧＲ率の変化を考慮してＥＧＲ制御弁操作量を設定し、この設定されたＥＧＲ制御弁操作量をＥＧＲ制御弁に入力することが好ましい。
【００８５】
ここで、本願の発明者の研究によって、ベーン開度の変更による過給圧の制御には、比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差を十分な速度でもって補償すること（すなわち、実過給圧を目標過給圧に到達させることによって過給圧偏差を零にすること）は困難であるが比較的大きな過給圧偏差を補償することができるという特性があることが判明した。すなわち、上述したように、ベーン開度が減少されると排気圧が上昇し、これによって、排気タービンの回転数が上昇し、これによって、コンプレッサの回転数が上昇し、その結果、過給圧が上昇する。一方、ベーン開度が増大されると排気圧が低下し、これによって、排気タービンの回転数が低下し、これによって、コンプレッサの回転数が低下し、その結果、過給圧が低下する。このようにベーン開度が変更されると過給圧が変化する。ここで、ベーン開度が変更されてから実際に過給圧が変化し始めるまでには比較的長い時間を要することが本願の発明者の研究によって判明した。このため、ベーン開度の変更による過給圧の制御には、比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差を十分な速度でもって補償することは困難であるが比較的大きな過給圧偏差を補償することができるという特性があるのである。
【００８６】
そして、ベーン開度の変更による過給圧の制御が行われたときにベーン開度の変更時点から実際に過給圧が変化し始めるまでに比較的長い時間を要することから、ベーン開度の変更に起因してＥＧＲ率が変化し始めるまでにもベーン開度の変更時点から比較的長い時間を要することになる。したがって、ＥＧＲ率偏差を確実に補償し或いは十分な速度でもって補償するためには、ＥＧＲ率偏差が生じたときにこうしたベーン開度の変更に起因するＥＧＲ率の変化を考慮してＥＧＲ率偏差を補償することができるＥＧＲ制御弁操作量を設定し、この設定されたＥＧＲ制御弁操作量をＥＧＲ制御弁に入力すればよいことになる。
【００８７】
ところで、上述したように、ベーン開度の変更による過給圧の制御には、比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差を十分な速度でもって補償することが困難であるという特性がある。一方、ＥＧＲ制御弁開度の変更によるＥＧＲ率の制御には、比較的短時間のうちに変化するＥＧＲ率偏差を十分な速度でもって補償することができるという特性がある。そして、上述したように、ＥＧＲ制御弁開度が変更されると過給圧が変化する。このため、ＥＧＲ制御弁開度の変更に起因する過給圧の変化の速度は比較的速い。したがって、ＥＧＲ制御弁開度の変更によって比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差を十分な速度でもって補償することができることになる。
【００８８】
つまり、ベーン開度が変更されなければ、ベーン開度の変更に起因するＥＧＲ率の変化を考慮しなくても、ＥＧＲ制御弁開度の変更のみによってＥＧＲ率偏差を補償することができるが、実際には、ベーン開度は頻繁に変更されることが多いのであるから、ベーン開度の変更に起因するＥＧＲ率の変化を考慮してＥＧＲ制御弁開度の変更によってＥＧＲ率偏差を補償する必要がある。その一方で、ベーン開度の変更によって比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差を十分な速度でもって補償することが困難であるが、ＥＧＲ制御弁開度は頻繁に変更されることが多く、その結果、ＥＧＲ制御弁開度の変更に起因する過給圧の変化が発生することが多く、ＥＧＲ制御弁開度の変更に起因する過給圧の変化を利用して比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差を十分な速度でもって補償することができるのであるから、ベーン開度の変更によって過給圧偏差を補償しようとするときにＥＧＲ制御弁開度の変更に起因する過給圧の変化を利用することは過給圧偏差を確実に補償するという観点では有利である。
【００８９】
ここで、ＥＧＲ率偏差を比較的短時間のうちに変化するＥＧＲ率偏差の成分と比較的長い時間をかけて変化するＥＧＲ率偏差の成分とに分割し、且つ、過給圧偏差を比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差の成分と比較的長い時間をかけて変化する過給圧偏差の成分とに分割し、比較的短時間のうちに変化するＥＧＲ率偏差の成分と比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差の成分とをＥＧＲ制御弁開度の変更によって補償すると共に比較的長い時間をかけて変化する過給圧偏差の成分と比較的長い時間をかけて変化するＥＧＲ率偏差の成分とをベーン開度の変更によって補償すれば、ＥＧＲ制御弁開度の変更によるＥＧＲ率の制御とベーン開度の変更による過給圧の制御とが互いに干渉するとしても、このことを利用することによって、ＥＧＲ率偏差を十分な速度でもって確実に補償することができると共に過給圧偏差を十分な速度でもって確実に補償することができることになる。
【００９０】
ここで、第１実施形態では、ＥＧＲ率偏差を低周波ＥＧＲ率偏差成分（すなわち、比較的長い時間をかけて変化するＥＧＲ率偏差の成分）と高周波ＥＧＲ率偏差成分（すなわち、比較的短時間のうちに変化するＥＧＲ率偏差の成分）とに分割すると共に、過給圧偏差を低周波過給圧偏差成分（すなわち、比較的長い時間をかけて変化する過給圧偏差の成分）と高周波過給圧偏差成分（すなわち、比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差の成分）とに分割し、高周波ＥＧＲ率偏差成分と高周波過給圧偏差成分とをＥＧＲ制御弁開度の変更によって補償すると共に低周波過給圧偏差成分と低周波ＥＧＲ率偏差成分とをベーン開度の変更によって補償するようにしている。
【００９１】
したがって、第１実施形態によれば、過給圧偏差およびＥＧＲ率偏差が十分な速度でもって確実に補償されることから、過給圧およびＥＧＲ率を十分な追従性でもってそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御することができるのである。
【００９２】
なお、第１実施形態では、過給圧偏差から低周波過給圧偏差成分を抽出するために（引いては、高周波過給圧偏差成分を抽出するために）利用される所定周波数とＥＧＲ率偏差から低周波ＥＧＲ率偏差成分を抽出するために（引いては、高周波ＥＧＲ率偏差を抽出するために）利用される所定周波数とは等しい。しかしながら、ベーン開度の変更によって補償可能な過給圧偏差の成分の周波数、ベーン開度の変更によって補償可能なＥＧＲ率偏差の成分の周波数、ＥＧＲ制御弁開度の変更によって補償可能なＥＧＲ率偏差の成分の周波数、および、ＥＧＲ制御弁開度の変更によって補償可能な過給圧偏差の成分の周波数を考慮したときに、ＥＧＲ制御弁開度の変更によって補償させるべき高周波過給圧偏差成分として適切な成分を過給圧偏差から抽出し、或いは、ベーン開度の変更によって補償させるべき低周波ＥＧＲ率偏差成分として適切な成分をＥＧＲ率偏差から抽出するために好ましければ、過給圧偏差から低周波過給圧偏差成分を抽出するために利用される所定周波数とＥＧＲ率偏差から低周波ＥＧＲ率偏差成分を抽出するために利用される所定周波数とが互いに異なっていてもよい。
【００９３】
また、第１実施形態では、低周波フィルタによって過給圧偏差が低周波過給圧偏差成分と高周波過給圧偏差成分とに分割されると共に、低周波フィルタによってＥＧＲ率偏差が低周波ＥＧＲ率偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分とに分割される。しかしながら、これに代えて、高周波フィルタによって過給圧偏差を低周波過給圧偏差成分と高周波過給圧偏差成分とに分割すると共に、高周波フィルタによってＥＧＲ率偏差を低周波ＥＧＲ率偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分とに分割するようにしてもよい。この場合、以下のように目標ベーン操作量および目標ＥＧＲ制御弁操作量が設定されればよい。
【００９４】
すなわち、この場合、図５に示されているように、過給圧偏差ΔＰｉｍから高周波フィルタによって所定周波数よりも高い周波数の過給圧偏差の成分（以下この成分を「高周波過給圧偏差成分」という）ΔＰｉｍＨが抽出されると共に、ＥＧＲ率偏差ΔＲｅｇｒから高周波フィルタによって所定周波数よりも高い周波数のＥＧＲ率偏差の成分（以下この成分を「高周波ＥＧＲ率偏差成分」という）ΔＲｅｇｒＨが抽出される。
【００９５】
そして、図５に示されているように、過給圧偏差ΔＰｉｍから上記抽出された高周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＨを差し引くことによって所定周波数以下の周波数の過給圧偏差の成分（以下この成分を「低周波過給圧偏差成分」という）ΔＰｉｍＬが抽出されると共に、ＥＧＲ率偏差ΔＲｅｇｒから上記抽出された高周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＨを差し引くことによって所定周波数以下の周波数のＥＧＲ率偏差の成分（以下この成分を「低周波ＥＧＲ率偏差成分」という）ΔＲｅｇｒＬが抽出される。
【００９６】
そして、図５に示されているように、上記抽出された高周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＨと上記抽出された高周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＨとに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のＥＧＲ制御弁開度を変更させるべき量（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量）Ｄｅｇｒが算出される（すなわち、高周波過給圧偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分とが目標ＥＧＲ制御弁開度変更量に変換される）と共に、上記抽出された低周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＬと上記抽出された低周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＬとに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のベーン開度を変更させるべき量（すなわち、目標ベーン開度変更量）Ｄｖが算出される（すなわち、低周波過給圧偏差成分と低周波ＥＧＲ率偏差成分とが目標ベーン開度変更量に変換される）。
【００９７】
そして、図５に示されているように、上記算出された目標ＥＧＲ制御弁開度変更量Ｄｅｇｒだけ現在のＥＧＲ制御弁開度を変更するためにＥＧＲ制御弁に入力されるべき操作量Ｍｅｇｒが算出されて該操作量が目標ＥＧＲ制御弁操作量に設定される（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量Ｄｅｇｒが目標ＥＧＲ制御弁操作量Ｍｅｇｒに変換される）と共に、上記算出された目標ベーン開度変更量Ｄｖだけ現在のベーン開度を変更するためにベーンに入力されるべき操作量Ｍｖが算出されて該操作量が目標ベーン操作量に設定される（すなわち、目標ベーン開度変更量Ｄｖが目標ベーン操作量Ｍｖに変換される）。
【００９８】
また、第１実施形態は、互いに影響し合う過給圧とＥＧＲ率とをそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御するものである。しかしながら、第１実施形態の考え方は、過給圧とＥＧＲ率との組合せ以外にも互いに影響し合う異なる２つの制御量をそれぞれ対応する目標制御量に制御する場面にも適用可能である。
【００９９】
また、第１実施形態は、ベーンおよびＥＧＲ制御弁によって過給圧およびＥＧＲ率を制御するものである。しかしながら、第１実施形態の考え方は、これらベーンとＥＧＲ制御弁との組合せ以外にも所定の速度でもって制御可能な過給圧偏差およびＥＧＲ率偏差の周波数が異なる制御対象によって過給圧およびＥＧＲ率を制御する場面にも適用可能である。
【０１００】
以上の第１実施形態に関する説明を考慮すれば、第１実施形態は、広く、互いに影響し合う異なる２つの制御量の１つである第１制御量（例えば、第１実施形態の過給圧）を所定周波数よりも低い周波数でもって制御することができる第１制御対象（例えば、第１実施形態のベーン）と、上記制御量の残りの１つである第２制御量（例えば、第１実施形態のＥＧＲ率）を所定周波数以上の周波数でもって制御することができる第２制御対象（例えば、第１実施形態のＥＧＲ制御弁）とを備える内燃機関の制御装置であって、第１制御量を変化させるために第１制御対象の動作状態（例えば、第１実施形態のベーン開度）が変化せしめられることによって第２制御量が変化せしめられると共に、第２制御量を変化させるために第２制御対象の動作状態（例えば、第１実施形態のＥＧＲ制御弁開度）が変化せしめられることによって第１制御量が変化せしめられ、第１制御対象と第２制御対象とによって第１制御量をその目標とするべき制御量である目標第１制御量（例えば、第１実施形態の目標過給圧）に制御すると共に第２制御量をその目標とするべき制御量である目標第２制御量（例えば、第１実施形態の目標ＥＧＲ率）に制御する制御装置であり、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差（例えば、第１実施形態の過給圧偏差）のうち上記所定周波数よりも低い周波数で変化する偏差の成分（例えば、第１実施形態の低周波過給圧偏差成分）と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差（例えば、第１実施形態のＥＧＲ率偏差）のうち上記所定周波数よりも低い周波数で変化する偏差の成分（例えば、第１実施形態の低周波ＥＧＲ率偏差成分）とに対応してこれら成分を零にする或いは零に近づけるように第１制御対象の動作状態を変化させるための操作量（例えば、第１実施形態の目標ベーン操作量）を第１制御対象に入力すると共に、目標第１制御量に対する第１制御量の偏差のうち上記所定周波数以上の周波数で変化する偏差の成分（例えば、第１実施形態の高周波過給圧偏差成分）と目標第２制御量に対する第２制御量の偏差のうち上記所定周波数以上の周波数で変化する偏差の成分（例えば、第１実施形態の高周波ＥＧＲ率偏差成分）とに対応してこれら成分を零にする或いは零に近づけるように第２制御対象の動作状態を変化させるための操作量（例えば、第１実施形態の目標ＥＧＲ制御弁操作量）を第２制御対象に入力するものであると言える。
【０１０１】
次に、第１実施形態に従った目標ベーン操作量および目標ＥＧＲ制御弁操作量の設定を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンは、図６に示されており、所定時間間隔毎に実行される。
【０１０２】
図６のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、現在の機関回転数Ｎと現在の機関負荷Ｌと現在の過給圧Ｐｉｍと現在のＥＧＲ率Ｒｅｇｒとが取得される。次いで、ステップ１０１において、ステップ１００で取得された機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて図３（Ａ）のマップから目標過給圧ＴＰｉｍが取得されると共に図３（Ｂ）のマップから目標酸素濃度ＴＯ２が取得される。次いで、ステップ１０２において、ステップ１０１で取得された目標過給圧ＴＰｉｍと目標酸素濃度ＴＯ２とに基づいて目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒが算出される。
【０１０３】
次いで、ステップ１０３において、ステップ１０１で取得された目標過給圧ＴＰｉｍに対するステップ１００で取得された現在の過給圧Ｐｉｍの偏差（すなわち、過給圧偏差）ΔＰｉｍが算出されると共に、ステップ１０２で算出された目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒに対するステップ１００で取得された現在のＥＧＲ率Ｒｅｇｒの偏差（すなわち、ＥＧＲ率偏差）ΔＲｅｇｒが算出される。
【０１０４】
次いで、ステップ１０４において、ステップ１０３で算出された過給圧偏差ΔＰｉｍから低周波フィルタによって低周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＬが抽出されると共に、ステップ１０３で算出されたＥＧＲ率偏差ΔＲｅｇｒから低周波フィルタによって低周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＬが抽出される。次いで、ステップ１０５において、ステップ１０３で算出された過給圧偏差ΔＰｉｍからステップ１０４で抽出された低周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＬが差し引かれることによって高周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＨが抽出されると共に、ステップ１０３で算出されたＥＧＲ率偏差ΔＲｅｇｒからステップ１０４で抽出された低周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＬが差し引かれることによって高周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＨが抽出される。
【０１０５】
次いで、ステップ１０６において、ステップ１０４で抽出された低周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＬと低周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＬとに基づいてこれら成分を零にすることができる（或いは、零に近づけることができる）ベーン開度の変更量（すなわち、目標ベーン開度変更量）Ｄｖが算出されると共に、ステップ１０５で抽出された高周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＨと高周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＨとに基づいてこれら成分を零にすることができる（或いは、零に近づけることができる）ＥＧＲ制御弁開度の変更量（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量）Ｄｅｇｒが算出される。
【０１０６】
次いで、ステップ１０７において、ステップ１０６で算出された目標ベーン開度変更量Ｄｖだけベーン開度を変更させるためにベーンに入力されるべき操作量（すなわち、目標ベーン操作量）Ｍｖが算出されると共に、ステップ１０６で算出された目標ＥＧＲ制御弁開度変更量ＤｅｇｒだけＥＧＲ制御弁開度を変更させるためにＥＧＲ制御弁に入力されるべき操作量（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁操作量）Ｍｅｇｒが算出され、ルーチンが終了する。
【０１０７】
ところで、スロットル弁開度が増大されるとスロットル弁を通過する空気の流量が増大することから、過給圧が上昇する。そして、このとき、過給圧が上昇することによって、過給圧と排気圧との差が小さくなることから、ＥＧＲガス量が減少する。一方、スロットル弁開度が減少されるとスロットル弁を通過する空気の流量が減少することから、過給圧が低下する。そして、このとき、過給圧が低下することによって、過給圧と排気圧との差が大きくなることから、ＥＧＲガス量が増大する。すなわち、スロットル弁開度が変更されると過給圧およびＥＧＲ率が変化する。
【０１０８】
そこで、過給圧を目標過給圧に制御し且つＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御するために、第１実施形態では、ベーン開度を変更したりＥＧＲ制御弁開度を変更したりしているが、これに加えて、スロットル弁開度を変更するようにしてもよい。
【０１０９】
次に、過給圧を目標過給圧に制御し且つＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御するために、ベーン開度を変更したりＥＧＲ制御弁開度を変更したりするのに加えて、スロットル弁開度を変更するようにした実施形態（以下「第２実施形態」という）に従った目標ベーン操作量、目標ＥＧＲ制御弁操作量、および、目標スロットル弁操作量（すなわち、スロットル弁に入力されるべき操作量）の設定について説明する。
【０１１０】
第２実施形態では、第１実施形態と同様に、現在の実過給圧と現在の実ＥＧＲ率とが取得される。そして、目標過給圧ＴＰｉｍに対する上記取得された実過給圧の偏差（すなわち、過給圧偏差）が算出されると共に、目標ＥＧＲ率ＴＲｅｇｒに対する上記取得された実ＥＧＲ率の偏差（すなわち、ＥＧＲ率偏差）が算出される。
【０１１１】
そして、図７に示されているように、上記算出された過給圧偏差ΔＰｉｍから低周波フィルタによって所定周波数よりも低い周波数の過給圧偏差の成分（すなわち、低周波過給圧偏差成分）ΔＰｉｍＬが抽出されると共に、上記算出されたＥＧＲ率偏差ΔＲｅｇｒから低周波フィルタによって所定周波数よりも低い周波数のＥＧＲ率偏差の成分（すなわち、低周波ＥＧＲ率偏差成分）ΔＲｅｇｒＬが抽出される。
【０１１２】
そして、図７に示されているように、上記算出された過給圧偏差ΔＰｉｍから上記抽出された低周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＬを差し引くことによって所定周波数以上の周波数の過給圧偏差の成分（すなわち、高周波過給圧偏差成分）ΔＰｉｍＨが抽出されると共に、上記算出されたＥＧＲ率偏差ΔＲｅｇｒから上記抽出された低周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＬを差し引くことによって所定周波数以上の周波数のＥＧＲ率偏差の成分（すなわち、高周波ＥＧＲ率偏差成分）ΔＲｅｇｒＨが抽出される。
【０１１３】
そして、図７に示されているように、上記抽出された低周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＬと上記抽出された低周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＬとに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のベーン開度を変更させるべき量（すなわち、目標ベーン開度変更量）Ｄｖが算出される（すなわち、低周波過給圧偏差成分と低周波ＥＧＲ率偏差成分とが目標ベーン開度変更量に変換される）と共に、上記抽出された高周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＨと上記抽出された高周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＨとに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のＥＧＲ制御弁開度を変化させるべき量（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量）Ｄｅｇｒおよび現在のスロットル弁開度を変更させるべき量（以下この量を「目標スロットル弁開度変更量」という）Ｄｔｈが算出される（すなわち、高周波過給圧偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分とが目標ＥＧＲ制御弁開度変更量および目標スロットル弁開度変更量に変換される）。
【０１１４】
そして、図７に示されているように、上記算出された目標ベーン開度変更量Ｄｖだけ現在のベーン開度を変更するためにベーンに入力されるべき操作量Ｍｖが算出されて該操作量が目標ベーン操作量に設定され（すなわち、目標ベーン開度変更量Ｄｖが目標ベーン操作量Ｍｖに変換され）、上記算出された目標ＥＧＲ制御弁開度変更量Ｄｅｇｒだけ現在のＥＧＲ制御弁開度を変更するためにＥＧＲ制御弁に入力されるべき操作量Ｍｅｇｒが算出されて該操作量が目標ＥＧＲ制御弁操作量に設定され（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量Ｄｅｇｒが目標ＥＧＲ制御弁操作量Ｍｅｇｒに変換され）、上記算出された目標スロットル弁開度変更量Ｄｔｈだけ現在のスロットル弁開度を変更するためにスロットル弁に入力されるべき操作量Ｍｔｈが算出されて該操作量が目標スロットル弁操作量に設定される（すなわち、目標スロットル弁開度変更量Ｄｔｈが目標スロットル弁操作量Ｍｔｈに変換される）。斯くして、第２実施形態では、目標ベーン操作量、目標ＥＧＲ制御弁操作量、および、目標スロットル弁操作量が設定される。
【０１１５】
このように設定された目標ベーン操作量、目標ＥＧＲ制御弁操作量、および、目標スロットル弁操作量がそれぞれベーン、ＥＧＲ制御弁、および、スロットル弁に入力されることによって、過給圧およびＥＧＲ率を十分な追従性でもってそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御することができる。
【０１１６】
次に、第２実施形態に従って設定される目標ベーン操作量、目標ＥＧＲ制御弁操作量、および、目標スロットル弁操作量がそれぞれベーン、ＥＧＲ制御弁、および、スロットル弁に入力されることによって、過給圧およびＥＧＲ率を十分な追従性でもってそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御することができる理由について説明する。
【０１１７】
上述したように、スロットル弁開度が増大されると過給圧が増大し、その結果、ＥＧＲガス量が減少し、スロットル弁開度が減少されると過給圧が低下し、その結果、ＥＧＲガス量が増大する。ここで、本願の発明者の研究によって、スロットル弁開度の変更に起因する過給圧およびＥＧＲ率の変化の速度が比較的速いことが判明した。したがって、スロットル弁開度の変更によって比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差およびＥＧＲ率偏差を十分な速度でもって補償することができる。
【０１１８】
ここで、第２実施形態では、ＥＧＲ率偏差を低周波ＥＧＲ率偏差成分（すなわち、比較的長い時間をかけて変化するＥＧＲ率偏差の成分）と高周波ＥＧＲ率偏差成分（すなわち、比較的短時間のうちに変化するＥＧＲ率偏差の成分）とに分割すると共に、過給圧偏差を低周波過給圧偏差成分（すなわち、比較的長い時間をかけて変化する過給圧偏差の成分）と高周波過給圧偏差成分（すなわち、比較的短時間のうちに変化する過給圧偏差の成分）とに分割し、高周波ＥＧＲ率偏差成分と高周波過給圧偏差成分とをＥＧＲ制御弁開度の変更およびスロットル弁開度の変更によって補償すると共に低周波過給圧偏差成分と低周波胃率偏差成分とをベーン開度の変更によって補償するようにしている。
【０１１９】
したがって、第２実施形態によれば、過給圧偏差およびＥＧＲ率偏差が十分な速度でもって確実に補償されることから、過給圧およびＥＧＲ率を十分な追従性でもってそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御することができるのである。
【０１２０】
さらに、第２実施形態によれば、以下の理由から、より確実に、過給圧およびＥＧＲ率を十分な追従性でもってそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御することができるという効果が得られる。
【０１２１】
すなわち、内燃機関が互いに影響し合う過給圧およびＥＧＲ率（すなわち、２つの制御量）を制御するベーン、ＥＧＲ制御弁、および、スロットル弁（すなわち、３つの制御対象）を備え、ベーン開度、ＥＧＲ制御弁開度、および、スロットル弁開度の変化（すなわち、各制御対象の動作状態の変化）によって過給圧およびＥＧＲ率が変化する（云い換えれば、いずれか１つの制御対象の動作状態を変化させることによって全ての制御量が変化する）場合に、過給圧偏差とＥＧＲ率偏差とを同時に零にするための目標ベーン開度変更量、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量、および、スロットル弁開度変更量を決定したとき、２つの制御量偏差に基づいて３つの目標変更量を決定したことになる。すなわち、過給圧偏差とＥＧＲ率偏差といった２つの制御量偏差に基づいて目標ベーン開度変更量、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量、および、スロットル弁開度変更量といった３つの目標変更量を決定したことになる。ところが、このように目標変更量の決定の基となる制御量偏差の数が制御対象の数よりも少ない場合、各制御量偏差を零にすることができる目標変更量の組合せとして複数の組合せが算出されることがある。この場合、いずれの組合せが最適であるのかを判断する必要がある。しかしながら、いずれの組合せが最適であるのかを判断することが困難である場合があり、この場合、目標変更量の算出が困難であると言える。また、いずれの組合せが最適であるかを判断することができたとしても、いずれの組合せが最適であるかを判断する分だけ目標変更量の算出負荷が高くなるし目標変更量の算出に長い時間を要する場合があり、この場合、各制御量の制御速度が遅くなってしまう。
【０１２２】
一方、第２実施形態では、所定周波数よりも低い周波数の制御量偏差の成分（すなわち、低周波過給圧偏差成分および低周波ＥＧＲ率偏差成分）を所定の速度でもって制御することができる制御対象としてベーンを含むグループ（すなわち、１つの制御対象を含むグループ）と、所定周波数以上の周波数の制御量偏差の成分（すなわち、高周波過給圧偏差成分および高周波ＥＧＲ率偏差成分）を所定の速度でもって制御することができる制御対象としてＥＧＲ制御弁およびスロットル弁を含むグループ（すなわち、２つの制御対象を含むグループ）とが兄弟されると採られることができる。
【０１２３】
そして、機関運転中に、一方のグループにグルーピングされたベーンが所定の速度でもって制御することができる周波数（すなわち、所定周波数よりも低い周波数）に対応する制御量偏差の成分（すなわち、低周波過給圧偏差成分および低周波ＥＧＲ率偏差成分）が抽出されると共に、他方のグループにグルーピングされたＥＧＲ制御弁およびスロットル弁が所定の速度でもって制御することができる周波数（すなわち、所定周波数以上の周波数）に対応する制御量偏差の成分（すなわち、高周波過給圧偏差成分および高周波ＥＧＲ率偏差成分）が中ｓｙつうされる。すなわち、これによれば、１つの過給圧偏差から低周波過給圧偏差成分と高周波過給圧偏差成分といった２つの制御量偏差の成分が抽出されると共に、１つのＥＧＲ率偏差から低周波ＥＧＲ率偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分といった２つの制御量偏差の成分が抽出される。そして、これら抽出された制御量偏差の成分が各制御量偏差の成分に対応する周波数に対応するグループの制御対象（すなわち、低周波過給圧偏差成分と低周波ＥＧＲ率偏差成分とに対応する制御対象としてはベーンであり、高周波高周波過給圧偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分とに対応する制御対象としてはＥＧＲ制御弁およびスロットル弁である）によって零にされるように各制御対象の動作状態が制御される。
【０１２４】
すなわち、ベーンを含むグループに関しては、低周波過給圧偏差成分と低周波ＥＧＲ率偏差成分といった２つの制御量偏差の成分に基づいて目標ベーン開度変更量といった１つの目標変更量が決定される。云い換えれば、目標ベーン開度変更量の決定の基となる制御量偏差の成分の数（すなわち、第２実施形態では、２つ）が該制御量偏差の成分を補償する（すなわち、零にする）ために用いられる制御対象の数（すなわち、第２実施形態では、１つ）よりも多い。この場合、目標ベーン開度変更量として複数の目標ベーン開度変更量が算出されることが抑制されるので、いずれの目標ベーン開度変更量が最適であるかを判断する必要がない。
【０１２５】
一方、ＥＧＲ制御弁とスロットル弁を含むグループに関しては、高周波過給圧偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分といった２つの制御量偏差の成分に基づいて目標ＥＧＲ制御弁開度変更量と目標スロットル弁開度変更量といった２つの目標変更量が決定される。云い換えれば、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量および目標スロットル弁開度変更量の決定の基となる制御量偏差の成分の数（すなわち、第２実施形態では、２つ）が該制御量偏差の成分を補償する（すなわち、零にする）ために用いられる制御対象の数（すなわち、第２実施形態では、２つ）に等しい。この場合、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量と目標スロットル弁開度変更量との組合せとして複数の組合せが算出されることが抑制されるので、いずれの目標へ高量が最適であるかを判断する必要がない。
【０１２６】
また、第２実施形態では、目標ベーン開度変更量を算出するためのコントローラを設計する場合、低周波過給圧偏差成分と低周波過給圧偏差成分といった２つの入力から目標ベーン開度変更量という１つの出力を生成するコントローラを設計すればよい。また、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量および目標スロットル弁開度変更量を算出するためのコントローラを設計する場合、高周波過給圧偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分といった２つの入力から目標ＥＧＲ制御弁開度変更量と目標スロットル弁開度変更量といった２つの出力を生成するコントローラを設計すればよい。したがって、第２実施形態に従った過給圧およびＥＧＲ率の制御に必要なコントローラの冗長性が２つの入力から３つの出力を生成するコントローラの冗長性に比べて低い。
【０１２７】
したがって、第２実施形態によれば、より確実に、過給圧およびＥＧＲ率を十分な追従性でもってそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御することができるという効果が得られるのである。
【０１２８】
なお、第２実施形態は、互いに影響し合う過給圧とＥＧＲ率とをそれぞれ目標過給圧および目標ＥＧＲ率に制御するものである。しかしながら、第２実施形態の考え方は、過給圧とＥＧＲ率との組合せ以外にも互いに影響し合う異なる２つの制御量をそれぞれ対応する目標制御量に制御する場面にも適用可能である。
【０１２９】
また、第２実施形態は、ベーン、ＥＧＲ制御弁、および、スロットル弁によって過給圧およびＥＧＲ率を制御するものである。しかしながら、第２実施形態の考え方は、これらベーンとＥＧＲ制御弁とスロットル弁との組合せ以外にも所定の速度でもって制御可能な過給圧偏差およびＥＧＲ率偏差の周波数が異なる制御対象によって過給圧およびＥＧＲ率を制御する場面にも適用可能である。
【０１３０】
以上の第２実施形態に関する説明を考慮すれば、第２実施形態は、広く、互いに影響し合う複数の制御量（例えば、第２実施形態の過給圧およびＥＧＲ率）を制御する複数の制御対象（例えば、第２実施形態のベーン、ＥＧＲ制御弁、および、スロットル弁）を備え、各制御対象の動作状態（例えば、第２実施形態のベーン開度、ＥＧＲ制御弁開度、および、スロットル弁開度）の変化によって全ての制御量が変化し、各制御対象の動作状態を制御することによって各制御量をそれぞれ対応する目標制御量（例えば、第２実施形態の目標過給圧および目標ＥＧＲ率）に制御する内燃機関の制御装置において、それぞれ対応する目標制御量に対する実際の制御量の偏差を制御量偏差（例えば、第２実施形態の過給圧偏差およびＥＧＲ率偏差）と称したときに、各制御対象が所定の速度でもって制御可能な制御量偏差の周波数に基づいて各制御対象をグルーピングするための複数の周波数範囲（すなわち、第２実施形態の所定周波数よりも低い周波数範囲および所定周波数以上の周波数範囲）であって、各制御対象が所定の速度でもって制御可能な制御量偏差の周波数に基づいて各制御対象を当該周波数範囲毎にグルーピングしたときに１つグループに制御量の総数（例えば、第２実施形態では、２つ）以下の数の制御対象をグルーピングすることができる複数の周波数範囲を設定し、機関運転中に各制御量偏差から各周波数範囲に対応する成分を制御量偏差成分（例えば、第２実施形態では、所定周波数よりも低い周波数に対応する成分である低周波過給圧偏差成分および低周波ＥＧＲ率偏差成分、ならびに、所定周波数以上の周波数に対応する成分である高周波過給圧偏差成分および高周波ＥＧＲ率偏差成分）として抽出し、これら抽出された制御量偏差成分が各制御量偏差成分に対応する周波数範囲に対応するグループの制御対象によって零にされるように（例えば、第２実施形態では、低周波過給圧偏差成分と低周波ＥＧＲ率偏差成分とがベーンによって零にされ且つ高周波過給圧偏差成分と低周波ＥＧＲ率偏差成分とがＥＧＲ制御弁およびスロットル弁によって零にされるように）各制御対象の動作状態を制御するものであると言える。
【０１３１】
また、第２実施形態において、高周波ＥＧＲ率偏差成分と高周波過給圧偏差成分といった２つの入力から目標ＥＧＲ制御弁操作量と目標スロットル弁操作量といった２つの出力を生成するためのコントローラの設計に、スライディングモード制御、Ｈ∞制御、最適レギュレータといった制御理論を活用することができる。
【０１３２】
次に、第２実施形態に従った目標ベーン操作量、目標ＥＧＲ制御弁操作量、および、目標スロットル弁操作量の設定を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンは、図８に示されており、所定時間間隔毎に実行される。なお、図８のルーチンのステップ２００〜ステップ２０５は、図６のルーチンのステップ１００〜ステップ１０５と同じであるので、これらステップの内容については、図６のルーチンのステップ１００〜ステップ１０５に関する説明を参照されたい。
【０１３３】
図８のルーチンでは、ステップ２０６において、ステップ２０４で抽出された低周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＬと低周波胃率偏差成分ΔＲｅｇｒＬとに基づいてこれら成分を零にすることができる（或いは、零に近づけることができる）ベーン開度の変更量（すなわち、目標ベーン開度変更量）Ｄｖが算出されると共に、ステップ２０５で抽出された高周波過給圧偏差成分ΔＰｉｍＨと高周波ＥＧＲ率偏差成分ΔＲｅｇｒＨとに基づいてこれら成分を零にすることができる（或いは、零に近づけることができる）ＥＧＲ制御弁開度の変更量（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁開度変更量）Ｄｅｇｒおよびスロットル弁開度の変更量（すなわち、目標スロットル弁開度変更量）Ｄｔｈが算出される。
【０１３４】
次いで、ステップ２０７において、ステップ２０６で算出された目標ベーン開度変更量Ｄｖだけベーン開度を変更させるためにベーンに入力されるべき操作量（すなわち、目標ベーン操作量）Ｍｖが算出され、ステップ２０６で算出された目標ＥＧＲ制御弁開度変更量ＤｅｇｒだけＥＧＲ制御弁開度を変更させるためにＥＧＲ制御弁に入力されるべき操作量（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁操作量）Ｍｅｇｒが算出され、ステップ２０６で算出された目標スロットル弁開度変更量Ｄｔｈだけスロットル弁開度を変更させるためにスロットル弁に入力されるべき操作量（すなわち、目標スロットル弁操作量）Ｍｔｈが算出され、ルーチンが終了する。
【０１３５】
なお、上述した実施形態は、比較的低い周波数で変化する過給圧偏差の成分およびＥＧＲ率偏差の成分を十分な速度でもって補償することができるベーンと比較的高い周波数で変化するＥＧＲ率偏差の成分および過給圧偏差の成分を十分な速度でもって補償することができるＥＧＲ制御弁とを備えた内燃機関において、過給圧を所定の目標過給圧追従性でもって目標過給圧に制御すると共にＥＧＲ率を所定の目標ＥＧＲ率追従性でもって目標ＥＧＲ率に制御する場面に本発明を適用した場合の実施形態である。しかしながら、本発明は、ベーンとＥＧＲ制御弁とに加えて、中程度の周波数で変化する過給圧偏差の成分およびＥＧＲ率偏差の成分を十分な速度でもって補償することができる制御対象を備えた内燃機関において、過給圧を所定の目標過給圧追従性でもって目標過給圧に制御すると共にＥＧＲ率を所定の目標ＥＧＲ率追従性でもって目標ＥＧＲ率に制御する場面にも適用可能である。
【０１３６】
なお、このように中程度の周波数で変化する過給圧偏差の成分およびＥＧＲ率偏差の成分を十分な速度でもって補償することができる制御対象（以下この制御対象を「追加制御対象」という）を内燃機関が備えている場合、以下のように目標ベーン操作量、目標ＥＧＲ制御弁操作量、および、目標制御対象操作量（すなわち、追加制御対象に入力されるべき操作量）が設定されればよい。
【０１３７】
すなわち、この場合、過給圧偏差から低周波フィルタによって所定の低周波数よりも低い周波数の過給圧偏差の成分（以下この成分を「低周波過給圧偏差成分」という）が抽出されると共に、ＥＧＲ率偏差から低周波フィルタによって所定の低周波数よりも低い周波数のＥＧＲ率偏差の成分（以下この成分を「低周波ＥＧＲ率偏差成分」という）が抽出される。
【０１３８】
一方、過給圧偏差から高周波フィルタによって所定の高周波数（この所定の高周波数は上記所定の低周波数よりも高い周波数である）よりも高い周波数の過給圧偏差の成分（以下この成分を「高周波過給圧偏差成分」という）が抽出されると共に、ＥＧＲ率偏差から高周波フィルタによって所定の高周波数よりも高い周波数のＥＧＲ率偏差の成分（以下この成分を「高周波ＥＧＲ率偏差成分」という）が抽出される。
【０１３９】
そして、過給圧偏差から上記抽出された低周波過給圧偏差成分と高周波過給圧偏差成分とを差し引くことによって上記所定の低周波数以上であって且つ上記所定の高周波数以下である周波数の過給圧偏差の成分（以下この成分を「中間周波過給圧偏差成分」という）が抽出されると共に、ＥＧＲ率偏差から上記抽出された低周波ＥＧＲ率偏差成分と高周波ＥＧＲ率偏差成分とを差し引くことによって上記所定の低周波数以上であって且つ上記所定の高周波数以下のである周波数のＥＧＲ率偏差の成分（以下この成分を「中間周波ＥＧＲ率偏差成分」という）が抽出される。
【０１４０】
そして、上記算出された低周波過給圧偏差成分と上記算出された低周波ＥＧＲ率偏差成分とに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のベーン開度を変更させるべき量（以下この量を「目標ベーン開度変更量」という）が算出され、上記算出された高周波過給圧偏差成分と上記算出された高周波ＥＧＲ率偏差成分とに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のＥＧＲ制御弁開度を変更させるべき量（以下この量を「目標ＥＧＲ制御弁開度変更量」という）が算出され、上記算出された中間周波過給圧偏差成分と上記算出された中間周波ＥＧＲ率偏差成分とに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在の追加制御対象の動作状態を変更させるべき量（以下この量を「目標制御対象変更量」という）が算出される。
【０１４１】
そして、上記算出された目標ベーン開度変更量だけ現在のベーン開度を変更するためにベーンに入力されるべき操作量（すなわち、目標ベーン操作量）が算出され（すなわち、設定され）、上記算出された目標ＥＧＲ開度変更量だけ現在のＥＧＲ制御弁開度を変更するためにＥＧＲ制御弁に入力されるべき操作量（すなわち、目標ＥＧＲ制御弁操作量）が算出され（すなわち、設定され）、上記算出された目標制御対象変更量だけ現在の追加制御対象の動作状態を変更するために追加制御対象に入力されるべき操作量（すなわち、目標制御対象操作量）が算出される（すなわち、設定される）。
【０１４２】
なお、上述した追加制御対象としては、例えば、上述した実施形態の過給機よりも小型の過給機が挙げられる。すなわち、上述した実施形態の過給機よりも小型の過給機では、当該小型の過給機のベーン開度が変更されてから該ベーン開度の変更によって過給圧が変化し始めるまでに要する時間は、上述した実施形態の過給機のベーン開度が変更されてから該ベーン開度の変更によって過給圧が変化し始めるまでに要する時間よりも短い。したがって、当該小型の過給機によれば、中程度の周波数で変化する過給圧偏差の成分と中程度の周波数でも変化するＥＧＲ率偏差の成分とを十分な速度でもって補償することができる。
【０１４３】
また、上述したように、スロットル弁開度が変更されると過給圧およびＥＧＲ率が変化する。そこで、過給圧を目標過給圧に制御し且つＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御するために、第１実施形態では、ＥＧＲ制御弁を利用しているが、特に、ＥＧＲ装置がＥＧＲ制御弁を有して場合には、スロットル弁を利用してもよい。この場合、以下のように目標ベーン操作量および目標スロットル弁操作量が設定されればよい。
【０１４４】
すなわち、この場合、過給圧偏差から低周波フィルタによって低周波過給圧偏差成分が抽出されると共に、ＥＧＲ率偏差から低周波フィルタによって低周波ＥＧＲ率偏差成分が抽出される。そして、過給圧偏差から上記抽出された低周波過給圧偏差成分を差し引くことによって高周波過給圧偏差成分が抽出されると共に、ＥＧＲ率偏差から上記抽出された低周波ＥＧＲ率偏差成分を差し引くことによって高周波ＥＧＲ率偏差成分が抽出される。
【０１４５】
そして、上記抽出された低周波過給圧偏差成分と上記抽出された低周波ＥＧＲ率偏差成分とに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のベーン開度を変更させる量（すなわち、目標ベーン開度変更量）が算出されると共に、上記抽出された高周波過給圧偏差成分と上記抽出された高周波ＥＧＲ率偏差成分とに基づいてこれら成分を零にするため（或いは、零に近づけるため）に現在のスロットル弁開度を変更ささせる量（すなわち、目標スロットル弁開度変更量）が算出される。
【０１４６】
そして、上記算出された目標ベーン開度変更量だけ現在のベーン開度を変更するためにベーンに入力されるべき操作量（すなわち、目標ベーン操作量）が算出される（すなわち、設定される）と共に、上記算出された目標スロットル弁開度変更量だけ現在のスロットル弁開度を変更するためにスロットル弁に入力されるべき操作量（すなわち、目標スロットル弁操作量）が算出される。
【０１４７】
また、上述した実施形態は、圧縮自着火式の内燃機関において実過給圧を目標過給圧に制御すると共に実ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御する場面に本発明を適用した場合の実施形態である。しかしながら、本発明は、火花点火式の内燃機関（すなわち、いわゆるガソリンエンジン）において実過給圧を目標過給圧に制御すると共に実ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御する場面にも適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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